| FORFATTER | DATO OPRETTET | VERSION | DOKUMENT NUMMER |
|---|---|---|---|
| Dr. Gerard McGranaghan | 10 juli 2014 | V1 | CC11 - 00034 |
Introduktion
Denne rapport måler forskellene i udsendt varmeflux mellem hule og almindelige infrarøde varmeelementer. Af særlig interesse er virkningen af en reflektor placeret bagpå elementerne på det udsendte infrarøde output.
Metode
To typer varmeelement blev testet FTE650W og FFEH600W. Disse blev anbragt i Herschel og analyseret ved anvendelse af 3D-infrarød varmeflux-kortlægningsrutine. I dette automatiserede system føres en infrarød sensor robotvist rundt om et forudbestemt koordinatsnitsystem foran varmeelementet, der testes. Sensoren er en Schmidt-Boelter termopil varmefluxtransducer med et designmaksimalt varmefluxniveau på 2.3 W / cm2 og måler infrarød (IR) i båndet 0.4-10 mikrometer. Den hændende strålende varmeflux, der er registreret på hvert punkt, gemmes derefter og efterbehandles for at give en 3D-repræsentation af den infrarøde varmefluxemission. Koordinatsystemet er et 500 mm kubisk gitter foran varmeelementet, se figur 1. Roboten bevæger sensoren i trin på 25 mm langs en serpentinbane i x- og z-retningen, mens varmeelementet er monteret på en glidevogn, der trækker sig i 100 mm trin langs y-retningen.
Resultater
FTE 650W med og uden reflektor
Til at begynde med blev standard FTE650W med en standard-aluminiseret stål RAS1-reflektor målt i Herschel over et 500mm kubisk gitter. Resultaterne er vist i figur 2. I en afstand af 100mm måler Herschel varmeflukssensor 48.4% af den 650W inputenergi, der udsendes fra varmeapparatet, dette kommer til omkring 314.7W. Den maksimale varmeflux, der blev registreret ved 100mm fra varmeren, var 0.69 W / cm2, mens varmefluxprofilerne er semi- elliptiske i vandret retning og halvcirkelformede i lodret.
Derefter blev reflektoren fjernet fra bagsiden, og testen blev gentaget. Den målte procentdel af detekteret stråling reduceret fra 48.4% til 34.4% som vist i figur 3. Dette er et fald på ca. 29% af den udstrålede varmeeffekt med en reflektor. Den maksimale varmeflux reduceres også kraftigt fra 0.69 W / cm2 til 0.37 W / cm2.
FFEH 600W med og uden reflektor
Den samme test blev derefter udført med det hule element, type FFEH 600W, hvis resultater er vist i figur 4. Bemærk, at indgangseffekten er 50W mindre end den, der er modtaget af FTE650W.
På trods af reduktionen i strømforbrug gav FFEH en større effektivitet af det infrarøde output, der returnerer 52.3% ved 100mm. Dette betød, at 313.7W blev detekteret som infrarøde emissioner fra forsiden af FFEH600W, en watt lavere end standard FTE650W-elementet. Den maksimale varmeflux steg også til 0.77 W / cm2 i modsætning til 0.69 W / cm2 for FTE650W, mens den horisontale 3D varmeflux forblev semi-elliptisk i profilen. Imidlertid var den lodrette profil ikke halvcirkulær, men af en mere udtalt elliptisk form, som hjælper med at redegøre for denne højere varmefluxværdi. Derfor giver FFEH 600W næsten det samme output som et FTE 650W-element, og også en højere spidsvarmeflux takket være sin smalere elliptiske varmefluxprofil.
Når reflektoren blev fjernet bagfra og som det kan ses i figur 5, gentog testen ydelsen af FFEH-elementet ved 100mm faldt fra 52.3% til 45.3%, et fald i ydelsen til 14% af det, når en reflektor blev brugt . Dette var ikke så alvorligt som det fald på 29%, der blev set, da en reflektor blev fjernet fra FTE-elementet. Derfor et hult element uden reflektor, vil det ikke lide i samme omfang som et FTE-element uden en reflektor.
Som også vist i figur 5 forblev 3D varmeflux semi-ellipsoid i profil. Imidlertid var det svagere i infrarødt output som indikeret ved den maksimale varmefluxværdi, der faldt fra 0.77 W / cm2 til 0.62 W / cm2.
Konklusion
Hvis et FTE- eller FFEH-element betjenes uden en reflektor, falder den udsendte stråling i retning fremad. Maksimal varmeflux falder også.
Hvis der bruges et hult element uden reflektor, vil det ikke lide et fald i ydelsen i samme grad som at bruge et FTE-element uden en reflektor.
FFEH 600W giver næsten det samme infrarøde output som et FTE 650W-element, og også en højere spidsvarmeflux takket være sin smalere elliptiske varmefluxprofil.
Bemærk
På grund af den nuværende metode til orientering af sensoren er procentdelen af stråling detekteret fra varmeapparaterne som nævnt her faktisk lavere end deres sande effektivitet. Imidlertid er testene som back-to-back-sammenligning meget gyldige.
Disse test blev udført på enkeltelementer, og strålingskarakteristika vil ændre sig, når flere elementer bruges i arrays. Resultaterne er ikke desto mindre vejledende.
